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- 1. Introducción a la computación
- 2. 1. Evolución de las computadoras 1.1 Precursores de las computadoras 1.2 Historia de las computadoras 1.3 Clasificación de las computadoras 1.4 Estructura general de una computadora
- 3. 1.1 Precursores de las computadoras Los dispositivos para hacer más fáciles los cálculos han existido desde hace miles de años Ábaco hasta las calculadoras de escritorio Tubos de vacío analógicos hasta la máquina para cifrar Enigma WW II Temas Pre-computadoras Tarjetas perforadas Computadoras analógicas WWII
- 4. Pre computadoras Si bien las computadoras han sido utilizadas ampliamente sólo durante los últimos 30 años, muchos de los conceptos que utilizan fueron desarrolladas desde las primeras civilizaciones Contar y operaciones aritméticas básicas han sido importantes actividades humanas por muchos años
- 5. PREGUNTAS ¿Por qué resulta importante el estudio de la historia de la computación?
- 6. El ábaco Permite sumar, restar, multiplicar y dividir Probablemente inventado en el oriente medio En el oeste, desde los principios del imperio romano, se utiliza una “tabla de ábaco”, con discos tipo monedas llamados “jetons”. La tabla de ábaco se utilizó en Inglaterra y el norte de Europa hasta 1600
- 7. En el oriente, varias civilizaciones asiáticas usaron una técnica similar a la tabla hasta 1200 DC, donde fue inventado posteriormente el ábaco en China
- 8. China, 1970 Japón, 1900 Tabla de ábaco, Alemania, siglo XVII Ábaco y calculadora integrada SHARP, 1980
- 9. PREGUNTAS ¿En dónde se inventó probablemente el ábaco? ¿Cómo se llamaban los discos utilizados en el oeste a principios del imperio romano?
- 10. Compás 1585, Italia Se puede multiplicar y dividir Se utilizaron en cañones Se popularizó a principios de 1600 con científicos como Galileo Se utilizaron como instrumentos matemáticos por cerca de 300 años, pero gradualmente fueron reemplazados por reglas de cálculo
- 11. Inglaterra, 1880 Inglaterra, 1740 Inglaterra, 1700 Francia, 1680 Italia, 1687 Inglaterra, 1800
- 12. PREGUNTAS ¿Cuándo y dónde se originó el compás? ¿Qué operaciones se pueden realizar con él? Nombre de uno de los científicos que popularizó su uso
- 13. Dispositivos logarítmicos Napier´s Bones (Huesos neperianos) 1600, Escocia Tablas de multiplicar que muestran el resultado de multiplicar un número (de múltiples dígitos) por un número de un dígito Aunque muchas fueron hechas de madera o papel, las de buena calidad eran de hueso y de ahí su nombre
- 14. Rabdología John Napier, Escocia, 1617 Napier´s Bones Inglaterra, 1700
- 15. Sumador chino México, 1900 Napier´s Bones Holanda, 1900
- 16. PREGUNTAS ¿Cuándo y dónde se originaron? ¿A que se debe el nombre de huesos neperianos?
- 17. Logaritmos Escocia, 1614 Facilitan los cálculos Convierten números ordinarios a sus correspondientes logaritmos y las multiplicaciones y divisiones se reducen a simples operaciones de adición y resta John Napier los descubrió y las primeras tablas fueron publicadas en 1614 Independientemente Jobst Burgi un inventor de dispositivos suizo que trabajó con Johannes Kepler, también los desarrolló
- 18. El matemático inglés Edmund Gunter dibujó las escalas de los valores logarítmicos sobre un instrumento de madera conocido como “Gunter ´s Line of Numbers” o “Regla de Gunter”. Otro matemático inglés William Oughtred, usó pares de escalas similares y construyó la primeras reglas movibles a inicios de la década de 1620
- 19. Regla logarítmica Inglaterra, 1800 Regla de Gauging Inglaterra, 1930 Tabla de logaritmos de números naturales Charles Babbage, Inglaterra 1889
- 20. PREGUNTAS ¿Cuándo y dónde se originaron? ¿A que tipo de operaciones son reducidas la multiplicación y la división utilizando logaritmos?
- 21. Reglas de cálculo William Oughtred, Inglaterra, 1622 El prof. Edmund Gunter fue el 1ro. en dibujar una escala logarítmica en una regla de madera con el propósito de realizar cálculos En 1622, el sacerdote inglés William Oughtred lo “escalo” y puso las propociones en un círculo, que rápidamente fue modificado a una regla Hubo reglas con precisiones de 2 ó 3 lugares decimales de 1 pie y hasta de 60 pies con mucha más precisión 1575-1660
- 23. Joseph Marie Jacquard Francia, 1752-1834 Hijo de un tejedor pobre de Lyon Inició sus experimentos para mejorar los telares ordinarios en 1740 pero sus trabajos se interrumpieron por la Revolución Francesa En 1804, fue a Paris a reparar un telar (versión primitiva de un telar automático) Inventó entonces las tarjetas perforadas para controlar el patrón de tejido (junto las máquinas anteriores)
- 24. En 1812 existían 11,000 telares de Jacquard en uso, a pesar de la oposición Inspirados por los telares de Jacquard: Babbage usó las tarjetas perforadas para almacenar programas en su máquina analítica Hollerith almacenó datos en el censo de EUA de 1890
- 25. Modelo que salió a la Venta, Francia 1805 Tarjetas perforadas De los telares de Jaquard
- 26. PREGUNTAS ¿A partir de que instrumento surgió el concepto de tarjetas perforadas?
- 27. Calculadora de Schickard Alemania, 1623 Willilam Schickard produjo la 1ra. calculadora mecánica en 1623 mientras fue profesor de la U. De Tübingen El dispositivo fue vendido a su amigo Johannes Kepler, pero fue destruido por el fuego La parte de arriba consistía de un conjunto de cilindros con huesos de Napier, mientras que la parte de abajo era una sumadora de productos parciales para multiplicar
- 29. Pascalina Francia, 1642 El matemático y filosofo Bleise Pascal creó su primera sumadora mecánica a la edad de 9 años y continuó su diseño por varios años Utilizó un sistema de pesos, donde giraba una rueda que permitia cambiar del “9” al “0” moviendo la siguiente rueda Se necesitaban mejorar los métodos de manufactura para realizar sus máquinas sumadoras
- 31. El tambor escalonado de Leibnitz (Stepped Drum) Alemania, 1674 Filosofo y matemático Calculadora con tambor escalonado El cilindro giraba y causaba que un pequeño ajuste entre los dientes del tambor Fue el 1er. dispositivo capaz de multiplicar Fue empleado por más de 300 años
- 32. Cilindro de Leibniz Gottfriel Wilhelm Leibniz 1646-1716
- 33. Preguntas Escriba el nombre de dos calculadoras revisadas en clase
- 34. Charles Babbage Inglaterra, 1791-1871 Fue un científico brillante Como respuesta a los numerosos errores de las tablas matemáticas, desarrolló la “Máquina en Diferencias”, un dispositivo mecánico que realizaba cálculos libres de errores de las funciones polinomiales Solamente realizó un pequeño modelo antes de que le quitarán el financiamiento
- 35. Babbage diseñó otro dispositivo para realizar cálculos más complejos: “La máquina analítica”, similar a las máquinas modernas: Tarjetas perforadas controladas por un elemento de cálculo, manipulación de números en una memoria La máquina nunca fue construida
- 36. ¿Cómo funcionaba la máquina en diferencias? Si se conocen los valores iniciales de un polinomio, el resto se puede calcular por simples sumas de las “diferencias repetidas” Ejemplo: F(x) = x2 + 4, si se sabe que F(1) = 5, F(2) = 8, F(3) = 13 y F(4) =20, Dados estos valores cómo determinar F(5) y F(6)
- 39. Usando este método, cualquier polinomio de 2do. grado puede calcularse de esta forma y en general uno polinomio de grado n, puede calcularse usando solo adiciones, con la n-ésima diferencia
- 40. La máquina de Diferencias de Babbage tenía registros para almacenar los números de un renglón Existían suficientes registros para polinomios de grado 7 y valores de hasta 31 dígitos
- 42. PREGUNTAS Calcule f(7), f(8), f(9) y f(10)
- 43. Esquema básico de la máquina analítica CONTROL SALIDA CÁLCULOS MEMORIA ENTRADA
- 45. 1.2 Historia de las computadoras
- 46. ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer Eckert y Mauchly en la Universidad de Pennsylvania Tablas de trayectorias para armas Iniciada en 1943 Finalizada en 1946 Usada hasta 1955 Sistema decimal (no binario) Programada por interruptores 18,000 tubos de vacío 30 toneladas de peso 15,000 pies cuadrados 140 Kw. de consumo 5,000 sumas por segundo
- 47. PREGUNTAS ¿Qué tipo de sistema utilizaba la ENIAC? ¿Cuál era su peso aproximado? ¿Cuántas sumas podía realizar por segundo?
- 48. von Neumann / Turing Concepto de programa almacenado Memoria principal ALU operando con datos binarios Unidad de control Unidades de entrada y salida Instituto de Estudios Avanzados de Princeton Completada en 1952 Trabajaba con números binarios Conjunto de registros (almacenamiento en el CPU)
- 49. Transistores Reemplazaron a los tubos de vacío Más pequeños y baratos Menor disipación de calor Inventados en 1947 Laboratorios Bell Construidos con Silicio (arena) Comenzaron la segunda generación de computadoras
- 50. Generaciones de computadoras Tubos de vacío 1946 – 1957 Transistores 1958 – 1964 SSI (Small Scale Integration) -1965 Hasta 100 dispositivos en un chip MSI (Medium Scale Integration) – hasta 1971 100-3,000 dispositivos en un chip VLSI (Very Large Scale Integration) – 1978 a la fecha 100,000 - 100,000,000 dispositivos en un chip ULSI (Ultra Large Scale Integration) Más de 100,000,000 de dispositivos en un chip
- 51. PREGUNTAS Con cuál dispositivo se inició la segunda generación de computadoras ¿Cuál es la principal diferencia entre SSI, MSI, VLSI y ULSI?
- 52. Incremento de los transistores en el CPU
- 53. Generaciones de computadoras La ley de Moore: La computación duplica su poder cada 18 meses por el mismo precio 1ra. Generación 2da. Generación 3ra. Generación 4ta. Generación 5ta. Generación Tubos de vacío (válvula electrónica) Transistor. El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor y se expone en los llamados circuitos transistorizados Circuito integrado, miniaturización y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio o chip Microprocesador. El proceso de reducción del tamaño de los componentes llega a operar a escalas microscópicas Procesamiento paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y circuitos de gran velocidad